include/llvm/IR/Metadata.h

   1 //===-- llvm/Metadata.h - Metadata definitions ------------------*- C++ -*-===//
   2 //
   3 //                     The LLVM Compiler Infrastructure
   4 //
   5 // This file is distributed under the University of Illinois Open Source
   6 // License. See LICENSE.TXT for details.
   7 //
   8 //===----------------------------------------------------------------------===//
   9 //
  10 /// @file
  11 /// This file contains the declarations for metadata subclasses.
  12 /// They represent the different flavors of metadata that live in LLVM.
  13 //
  14 //===----------------------------------------------------------------------===//
  15
  16 #ifndef LLVM_IR_METADATA_H
  17 #define LLVM_IR_METADATA_H
  18
  19 #include "llvm/ADT/ArrayRef.h"
  20 #include "llvm/ADT/DenseMap.h"
  21 #include "llvm/ADT/FoldingSet.h"
  22 #include "llvm/ADT/ilist_node.h"
  23 #include "llvm/ADT/iterator_range.h"
  24 #include "llvm/IR/Value.h"
  25
  26 namespace llvm {
  27 class LLVMContext;
  28 class Module;
  29 template<typename ValueSubClass, typename ItemParentClass>
  30   class SymbolTableListTraits;
  31
  32
  33 enum LLVMConstants : uint32_t {
  34   DEBUG_METADATA_VERSION = 2  // Current debug info version number.
  35 };
  36
  37 /// \brief Root of the metadata hierarchy.
  38 ///
  39 /// This is a root class for typeless data in the IR.
  40 ///
  41 /// TODO: Detach from the Value hierarchy.
  42 class Metadata : public Value {
  43 protected:
  44   Metadata(LLVMContext &Context, unsigned ID);
  45
  46 public:
  47   static bool classof(const Value *V) {
  48     return V->getValueID() == MDNodeVal || V->getValueID() == MDStringVal;
  49   }
  50 };
  51
  52 //===----------------------------------------------------------------------===//
  53 /// \brief A single uniqued string.
  54 ///
  55 /// These are used to efficiently contain a byte sequence for metadata.
  56 /// MDString is always unnamed.
  57 class MDString : public Metadata {
  58   friend class StringMapEntry<MDString>;
  59
  60   virtual void anchor();
  61   MDString(const MDString &) LLVM_DELETED_FUNCTION;
  62
  63   explicit MDString(LLVMContext &Context)
  64       : Metadata(Context, Value::MDStringVal) {}
  65
  66   /// \brief Shadow Value::getName() to prevent its use.
  67   StringRef getName() const LLVM_DELETED_FUNCTION;
  68
  69 public:
  70   static MDString *get(LLVMContext &Context, StringRef Str);
  71   static MDString *get(LLVMContext &Context, const char *Str) {
  72     return get(Context, Str ? StringRef(Str) : StringRef());
  73   }
  74
  75   StringRef getString() const;
  76
  77   unsigned getLength() const { return (unsigned)getString().size(); }
  78
  79   typedef StringRef::iterator iterator;
  80
  81   /// \brief Pointer to the first byte of the string.
  82   iterator begin() const { return getString().begin(); }
  83
  84   /// \brief Pointer to one byte past the end of the string.
  85   iterator end() const { return getString().end(); }
  86
  87   /// \brief Methods for support type inquiry through isa, cast, and dyn_cast.
  88   static bool classof(const Value *V) {
  89     return V->getValueID() == MDStringVal;
  90   }
  91 };
  92
  93 /// \brief A collection of metadata nodes that might be associated with a
  94 /// memory access used by the alias-analysis infrastructure.
  95 struct AAMDNodes {
  96   explicit AAMDNodes(MDNode *T = nullptr, MDNode *S = nullptr,
  97                      MDNode *N = nullptr)
  98       : TBAA(T), Scope(S), NoAlias(N) {}
  99
 100   bool operator==(const AAMDNodes &A) const {
 101     return TBAA == A.TBAA && Scope == A.Scope && NoAlias == A.NoAlias;
 102   }
 103
 104   bool operator!=(const AAMDNodes &A) const { return !(*this == A); }
 105
 106   LLVM_EXPLICIT operator bool() const { return TBAA || Scope || NoAlias; }
 107
 108   /// \brief The tag for type-based alias analysis.
 109   MDNode *TBAA;
 110
 111   /// \brief The tag for alias scope specification (used with noalias).
 112   MDNode *Scope;
 113
 114   /// \brief The tag specifying the noalias scope.
 115   MDNode *NoAlias;
 116 };
 117
 118 // Specialize DenseMapInfo for AAMDNodes.
 119 template<>
 120 struct DenseMapInfo<AAMDNodes> {
 121   static inline AAMDNodes getEmptyKey() {
 122     return AAMDNodes(DenseMapInfo<MDNode *>::getEmptyKey(), 0, 0);
 123   }
 124   static inline AAMDNodes getTombstoneKey() {
 125     return AAMDNodes(DenseMapInfo<MDNode *>::getTombstoneKey(), 0, 0);
 126   }
 127   static unsigned getHashValue(const AAMDNodes &Val) {
 128     return DenseMapInfo<MDNode *>::getHashValue(Val.TBAA) ^
 129            DenseMapInfo<MDNode *>::getHashValue(Val.Scope) ^
 130            DenseMapInfo<MDNode *>::getHashValue(Val.NoAlias);
 131   }
 132   static bool isEqual(const AAMDNodes &LHS, const AAMDNodes &RHS) {
 133     return LHS == RHS;
 134   }
 135 };
 136
 137 class MDNodeOperand;
 138
 139 //===----------------------------------------------------------------------===//
 140 /// \brief Generic tuple of metadata.
 141 class MDNode : public Metadata {
 142   MDNode(const MDNode &) LLVM_DELETED_FUNCTION;
 143   void operator=(const MDNode &) LLVM_DELETED_FUNCTION;
 144   friend class MDNodeOperand;
 145   friend class LLVMContextImpl;
 146
 147   /// \brief If the MDNode is uniqued cache the hash to speed up lookup.
 148   unsigned Hash;
 149
 150   /// \brief Subclass data enums.
 151   enum {
 152     /// FunctionLocalBit - This bit is set if this MDNode is function local.
 153     /// This is true when it (potentially transitively) contains a reference to
 154     /// something in a function, like an argument, basicblock, or instruction.
 155     FunctionLocalBit = 1 << 0,
 156
 157     /// NotUniquedBit - This is set on MDNodes that are not uniqued because they
 158     /// have a null operand.
 159     NotUniquedBit    = 1 << 1,
 160
 161     /// DestroyFlag - This bit is set by destroy() so the destructor can assert
 162     /// that the node isn't being destroyed with a plain 'delete'.
 163     DestroyFlag      = 1 << 2
 164   };
 165
 166   /// \brief FunctionLocal enums.
 167   enum FunctionLocalness {
 168     FL_Unknown = -1,
 169     FL_No = 0,
 170     FL_Yes = 1
 171   };
 172
 173   /// \brief Replace each instance of the given operand with a new value.
 174   void replaceOperand(MDNodeOperand *Op, Value *NewVal);
 175   ~MDNode();
 176
 177   MDNode(LLVMContext &C, ArrayRef<Value*> Vals, bool isFunctionLocal);
 178
 179   static MDNode *getMDNode(LLVMContext &C, ArrayRef<Value*> Vals,
 180                            FunctionLocalness FL, bool Insert = true);
 181 public:
 182   static MDNode *get(LLVMContext &Context, ArrayRef<Value*> Vals);
 183   /// \brief Construct MDNode with an explicit function-localness.
 184   ///
 185   /// Don't analyze Vals; trust isFunctionLocal.
 186   static MDNode *getWhenValsUnresolved(LLVMContext &Context,
 187                                        ArrayRef<Value*> Vals,
 188                                        bool isFunctionLocal);
 189
 190   static MDNode *getIfExists(LLVMContext &Context, ArrayRef<Value*> Vals);
 191
 192   /// \brief Return a temporary MDNode
 193   ///
 194   /// For use in constructing cyclic MDNode structures. A temporary MDNode is
 195   /// not uniqued, may be RAUW'd, and must be manually deleted with
 196   /// deleteTemporary.
 197   static MDNode *getTemporary(LLVMContext &Context, ArrayRef<Value*> Vals);
 198
 199   /// \brief Deallocate a node created by getTemporary.
 200   ///
 201   /// The node must not have any users.
 202   static void deleteTemporary(MDNode *N);
 203
 204   /// \brief Replace a specific operand.
 205   void replaceOperandWith(unsigned i, Value *NewVal);
 206
 207   /// \brief Return specified operand.
 208   Value *getOperand(unsigned i) const LLVM_READONLY;
 209
 210   /// \brief Return number of MDNode operands.
 211   unsigned getNumOperands() const { return NumOperands; }
 212
 213   /// \brief Return whether MDNode is local to a function.
 214   bool isFunctionLocal() const {
 215     return (getSubclassDataFromValue() & FunctionLocalBit) != 0;
 216   }
 217
 218   /// \brief Return the first function-local operand's function.
 219   ///
 220   /// If this metadata is function-local and recursively has a function-local
 221   /// operand, return the first such operand's parent function.  Otherwise,
 222   /// return null. getFunction() should not be used for performance- critical
 223   /// code because it recursively visits all the MDNode's operands.
 224   const Function *getFunction() const;
 225
 226   /// \brief Get the hash, if any.
 227   unsigned getHash() const { return Hash; }
 228
 229   /// \brief Methods for support type inquiry through isa, cast, and dyn_cast:
 230   static bool classof(const Value *V) {
 231     return V->getValueID() == MDNodeVal;
 232   }
 233
 234   /// \brief Check whether MDNode is a vtable access.
 235   bool isTBAAVtableAccess() const;
 236
 237   /// \brief Methods for metadata merging.
 238   static MDNode *concatenate(MDNode *A, MDNode *B);
 239   static MDNode *intersect(MDNode *A, MDNode *B);
 240   static MDNode *getMostGenericTBAA(MDNode *A, MDNode *B);
 241   static AAMDNodes getMostGenericAA(const AAMDNodes &A, const AAMDNodes &B);
 242   static MDNode *getMostGenericFPMath(MDNode *A, MDNode *B);
 243   static MDNode *getMostGenericRange(MDNode *A, MDNode *B);
 244 private:
 245   /// \brief Delete this node.  Only when there are no uses.
 246   void destroy();
 247
 248   bool isNotUniqued() const {
 249     return (getSubclassDataFromValue() & NotUniquedBit) != 0;
 250   }
 251   void setIsNotUniqued();
 252
 253   // Shadow Value::setValueSubclassData with a private forwarding method so that
 254   // any future subclasses cannot accidentally use it.
 255   void setValueSubclassData(unsigned short D) {
 256     Value::setValueSubclassData(D);
 257   }
 258 };
 259
 260 //===----------------------------------------------------------------------===//
 261 /// \brief A tuple of MDNodes.
 262 ///
 263 /// Despite its name, a NamedMDNode isn't itself an MDNode. NamedMDNodes belong
 264 /// to modules, have names, and contain lists of MDNodes.
 265 ///
 266 /// TODO: Inherit from Metadata.
 267 class NamedMDNode : public ilist_node<NamedMDNode> {
 268   friend class SymbolTableListTraits<NamedMDNode, Module>;
 269   friend struct ilist_traits<NamedMDNode>;
 270   friend class LLVMContextImpl;
 271   friend class Module;
 272   NamedMDNode(const NamedMDNode &) LLVM_DELETED_FUNCTION;
 273
 274   std::string Name;
 275   Module *Parent;
 276   void *Operands; // SmallVector<TrackingVH<MDNode>, 4>
 277
 278   void setParent(Module *M) { Parent = M; }
 279
 280   explicit NamedMDNode(const Twine &N);
 281
 282   template<class T1, class T2>
 283   class op_iterator_impl :
 284       public std::iterator<std::bidirectional_iterator_tag, T2> {
 285     const NamedMDNode *Node;
 286     unsigned Idx;
 287     op_iterator_impl(const NamedMDNode *N, unsigned i) : Node(N), Idx(i) { }
 288
 289     friend class NamedMDNode;
 290
 291   public:
 292     op_iterator_impl() : Node(nullptr), Idx(0) { }
 293
 294     bool operator==(const op_iterator_impl &o) const { return Idx == o.Idx; }
 295     bool operator!=(const op_iterator_impl &o) const { return Idx != o.Idx; }
 296     op_iterator_impl &operator++() {
 297       ++Idx;
 298       return *this;
 299     }
 300     op_iterator_impl operator++(int) {
 301       op_iterator_impl tmp(*this);
 302       operator++();
 303       return tmp;
 304     }
 305     op_iterator_impl &operator--() {
 306       --Idx;
 307       return *this;
 308     }
 309     op_iterator_impl operator--(int) {
 310       op_iterator_impl tmp(*this);
 311       operator--();
 312       return tmp;
 313     }
 314
 315     T1 operator*() const { return Node->getOperand(Idx); }
 316   };
 317
 318 public:
 319   /// \brief Drop all references and remove the node from parent module.
 320   void eraseFromParent();
 321
 322   /// \brief Remove all uses and clear node vector.
 323   void dropAllReferences();
 324
 325   ~NamedMDNode();
 326
 327   /// \brief Get the module that holds this named metadata collection.
 328   inline Module *getParent() { return Parent; }
 329   inline const Module *getParent() const { return Parent; }
 330
 331   MDNode *getOperand(unsigned i) const;
 332   unsigned getNumOperands() const;
 333   void addOperand(MDNode *M);
 334   StringRef getName() const;
 335   void print(raw_ostream &ROS) const;
 336   void dump() const;
 337
 338   // ---------------------------------------------------------------------------
 339   // Operand Iterator interface...
 340   //
 341   typedef op_iterator_impl<MDNode *, MDNode> op_iterator;
 342   op_iterator op_begin() { return op_iterator(this, 0); }
 343   op_iterator op_end()   { return op_iterator(this, getNumOperands()); }
 344
 345   typedef op_iterator_impl<const MDNode *, MDNode> const_op_iterator;
 346   const_op_iterator op_begin() const { return const_op_iterator(this, 0); }
 347   const_op_iterator op_end()   const { return const_op_iterator(this, getNumOperands()); }
 348
 349   inline iterator_range<op_iterator>  operands() {
 350     return iterator_range<op_iterator>(op_begin(), op_end());
 351   }
 352   inline iterator_range<const_op_iterator> operands() const {
 353     return iterator_range<const_op_iterator>(op_begin(), op_end());
 354   }
 355 };
 356
 357 } // end llvm namespace
 358
 359 #endif